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비대칭 DGMOSFET의 상·하단 게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙 (Subthreshold Swing for Top and Bottom Gate Voltage of Asymmetric Double Gate MOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.657-662
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    • 2014
  • 본 연구에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 상 하단 게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙을 분석하였다. 비대칭 DGMOSFET는 4단자소자로서 상단과 하단의 게이트단자에 별도의 전압을 인가할 수 있는 구조이다. 그러므로 문턱전압이하 영역에서 전송특성을 분석하기 위해선 상단게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙뿐만이 아니라 하단게이트전압에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화도 분석하여야 한다. 이를 위하여 가우시안 분포함수를 이용한 포아송방정식의 해석학적 전위분포를 구하여 문턱전압이하 스윙에 대한 해석학적 모델을 제시하였다. 이 문턱전압이하 모델을 이용하여 문턱전압이하 스윙을 상 하단 게이트 전압에 따라 관찰한 결과, 문턱전압이 하 스윙은 게이트전압에 따라 크게 변화하는 것을 알 수 있었다. 특히 상 하단 게이트 전압에 따라 전도중심이 변화하며 이로 인하여 문턱전압이하 스윙에 영향을 미치고 있다는 것을 알 수 있었다.

채널길이에 대한 비대칭 이중게이트 MOSFET의 문턱전압이하 스윙 분석 (Analysis of Subthreshold Swing for Channel Length of Asymmetric Double Gate MOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.401-406
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    • 2015
  • 본 논문에서는 비대칭 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 채널길이에 대한 문턱전압이하 스윙의 변화에 대하여 분석하였다. 문턱전압이하 스윙은 트랜지스터의 디지털특성을 결정하는 중요한 요소로서 채널길이가 감소하면 특성이 저하되는 문제가 나타나고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 개발된 DGMOSFET의 문턱전압이하 스윙의 채널길이에 대한 변화를 채널두께, 산화막두께, 상하단 게이트 전압 및 도핑농도 등에 따라 조사하고자 한다. 특히 하단 게이트 구조를 상단과 달리 제작할 수 있는 비대칭 DGMOSFET에 대하여 문턱전압이하 스윙을 분석함으로써 하단 게이트 전압 및 하단 산화막 두께 등에 대하여 자세히 관찰하였다. 문턱전압이하 스윙의 해석학적 모델을 구하기 위하여 포아송방정식에서 해석학적 전위분포모델을 유도하였으며 도핑분포함수는 가우스분포함수를 사용하였다. 결과적으로 문턱전압이하 스윙은 상하단 게이트 전압 및 채널도핑농도 그리고 채널의 크기에 매우 민감하게 변화하고 있다는 것을 알 수 있었다.

더블 게이트 구조 적용에 따른 IGZO TFT 특성 분석 (Analysis of the Output Characteristics of IGZO TFT with Double Gate Structure)

  • 김지원;박기찬;김용상;전재홍
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제33권4호
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    • pp.281-285
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    • 2020
  • Oxide semiconductor devices have become increasingly important because of their high mobility and good uniformity. The channel length of oxide semiconductor thin film transistors (TFTs) also shrinks as the display resolution increases. It is well known that reducing the channel length of a TFT is detrimental to the current saturation because of drain-induced barrier lowering, as well as the movement of the pinch-off point. In an organic light-emitting diode (OLED), the lack of current saturation in the driving TFT creates a major problem in the control of OLED current. To obtain improved current saturation in short channels, we fabricated indium gallium zinc oxide (IGZO) TFTs with single gate and double gate structures, and evaluated the electrical characteristics of both devices. For the double gate structure, we connected the bottom gate electrode to the source electrode, so that the electric potential of the bottom gate was fixed to that of the source. We denote the double gate structure with the bottom gate fixed at the source potential as the BGFP (bottom gate with fixed potential) structure. For the BGFP TFT, the current saturation, as determined by the output characteristics, is better than that of the conventional single gate TFT. This is because the change in the source side potential barrier by the drain field has been suppressed.

대칭 및 비대칭 산화막 구조의 이중게이트 MOSFET에 대한 문턱전압 분석 (Analysis of Threshold Voltage for Double Gate MOSFET of Symmetric and Asymmetric Oxide Structure)

  • 정학기;권오신;정동수
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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    • pp.755-758
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    • 2014
  • 본 연구에서는 대칭 및 비대칭 산화막 구조를 가진 이중게이트(double gate; DG) MOSFET의 문턱전압 변화에 대하여 분석하였다. 상하단 동일한 산화막 두께을 갖는 대칭 DGMOSFET와 달리 비대칭 DGMOSFET는 상하단 게이트 산화막 두께를 다르게 제작할 수 있다. 그러므로 비대칭 DGMOSFET에서 상단과 하단게이트 산화막 두께의 크기 변화에 따라 대칭 DGMOSFET와 문턱전압을 비교하여 상하단 게이트 산화막 두께의 최적값에 대하여 고찰하고자 한다. 문턱전압을 구하기 위하여 포아송방정식에서 해석학적 전위분포모델을 유도하였으며 도핑분포함수는 가우스분포함수를 사용하였다. 문턱전압 모델을 이용하여 하단게이트 전압, 채널길이 및 채널두께 등에 따라 상하단게이트 산화막 두께가 문턱전압에 미치는 영향을 관찰하였다. 결과적으로 문턱전압은 상하단 게이트 산화막 두께에 따라 크게 변화하였으며 변화하는 경향은 하단게이트 전압, 채널길이 그리고 채널 두께에 따라 매우 상이하게 나타나고 있다는 것을 알 수 있었다.

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가우스 함수의 파라미터에 따른 비대칭형 무접합 이중 게이트 MOSFET의 문턱전압 이하 스윙 분석 (Analysis on Subthreshold Swing of Asymmetric Junctionless Double Gate MOSFET for Parameters for Gaussian Function)

  • 정학기
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제35권3호
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    • pp.255-263
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    • 2022
  • The subthreshold swing (SS) of an asymmetric junctionless double gate (AJLDG) MOSFET is analyzed by the use of Gaussian function. In the asymmetric structure, the thickness of the top/bottom oxide film and the flat-band voltages of top gate (Vfbf) and bottom gate (Vfbb) could be made differently, so the change in the SS for these factors is analyzed with the projected range and standard projected deviation which are parameters for the Gaussian function. An analytical subthreshold swing model is presented from the Poisson's equation, and it is shown that this model is in a good agreement with the numerical model. As a result, the SS changes linearly according to the geometric mean of the top and bottom oxide film thicknesses, and if the projected range is less than half of the silicon thickness, the SS decreases as the top gate oxide film is smaller. Conversely, if the projected range is bigger than a half of the silicon thickness, the SS decreases as the bottom gate oxide film is smaller. In addition, the SS decreases as Vfbb-Vfbf increases when the projected range is near the top gate, and the SS decreases as Vfbb-Vfbf decreases when the projected range is near the bottom gate. It is necessary that one should pay attention to the selection of the top/bottom oxide thickness and the gate metal in order to reduce the SS when designing an AJLDG MOSFET.

비대칭형 무접합 이중게이트 MOSFET에서 산화막 두께와 문턱전압이동 관계 (Relationship of Threshold Voltage Roll-off and Gate Oxide Thickness in Asymmetric Junctionless Double Gate MOSFET)

  • 정학기
    • 전기전자학회논문지
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    • 제24권1호
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    • pp.194-199
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    • 2020
  • 본 논문에서는 비대칭 무접합 이중게이트 MOSFET에 대한 문턱전압이동을 상단과 하단 게이트 산화막 두께에 따라 분석하였다. 비대칭 구조에서는 상단과 하단 게이트 산화막 두께를 달리 제작할 수 있으므로 문턱전압이동을 일정하게 유지하면서 상단 게이트에서 발생할 수 있는 누설전류를 감소시키기 위하여 상단과 하단 산화막 두께를 조정할 수 있다. 이를 위하여 해석학적 문턱전압 모델을 제시하였으며 이 모델은 2차원 시뮬레이션 값과 잘 일치하였다. 결과적으로 일정한 문턱전압이동을 유지하면서 하단 게이트 산화막 두께를 감소시키면 상단 게이트 산화막 두께를 증가시킬 수 있어 상단 게이트에서 발생할 수 있는 누설전류를 감소시킬 수 있을 것이다. 특히 하단 게이트 산화막 두께가 증가하여도 문턱전압이동에는 큰 영향을 미치지 않는다는 것을 관찰하였다.

스퍼터링 방법으로 증착된 하층 NiFe 코어를 갖는 박막인덕터의 CMOS 집적화 공정 (Fully CMOS-compatible Process Integration of Thin film Inductor with a Sputtered Bottom NiFe Core)

  • 박일용;김상기;구진근;노태문;이대우;김종대
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.138-143
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    • 2003
  • A double spiral thin-film inductor with a NiFe magnetic core is integrated with DC-DC converter IC. The NiFe core is deposited on a polyimide film as the thinckness of NiFe is 2.5~3.5 ${\mu}$m. Then, copper conductor line is deposited on the NiFe core with double spiral structure. Process integration is performed by sequential processes of etching the polyimide film deposited both top and bottom of the NiFe core and electroplation copper conductor line from exposed metal pad of the DC-DC converter IC. Process integration is simplified by elimination planarization process for top core because the proposed thin-film inductor has a bottom NiFe core only. Inductor of the fabricated monolithic DC-DC converter IC is 0.53 ${\mu}$H when the area of converter IC and thin-film inductor are 5X5$\textrm{mm}^2$ and 3.5X2.5$\textrm{mm}^2$, respectively. The efficiency is 72% when input voltage and output voltage are 3.5 V and 6 V, respectively at the operation frequency of 8 MHz.

전자빔 패터닝과 double-angle 그림자 증착법을 이용한 sub-micron 크기의 $Al-AlO_x-Al$ 터널접합 제작공정개발 (Fabrication of Sub-Micron Size $Al-AlO_x-Al$ Tunnel Junction using Electron-Beam Lithography and Double-Angle Shadow Evaporation Technique)

  • ;최재원;류시정;박정환;류상완;김정구;송운;정연욱
    • Progress in Superconductivity
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    • 제10권2호
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    • pp.99-102
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    • 2009
  • We report our development of the fabrication process of sub-micron scale $Al-AlO_x-Al$ tunnel junction by using electron-beam lithography and double-angle shadow evaporation technique. We used double-layer resist to construct a suspended bridge structure, and double-angle electron-beam evaporation to form a sub-micron scale overlapped junction. We adopted an e-beam insensitive resist as a bottom sacrificing layer. Tunnel barrier was formed by oxidation of the bottom aluminum layer between the bottom and top electrode deposition, which was done in a separate load-lock chamber. The junction resistance is designed and controlled to be 50 $\Omega$ to match the impedance of the transmission line. The junctions will be used in the broadband shot noise thermometry experiment, which will serve as a link between the electrical unit and the thermodynamic unit.

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Direct Current (DC) Bias Stress Characteristics of a Bottom-Gate Thin-Film Transistor with an Amorphous/Microcrystalline Si Double Layer

  • Jeong, Tae-Hoon;Kim, Si-Joon;Kim, Hyun-Jae
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제12권5호
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    • pp.197-199
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    • 2011
  • In this paper, the bottom-gate thin-film transistors (TFTs) were fabricated with an amorphous/microcrystalline Si double layer (DL) as an active layer and the variations of the electrical characteristics were investigated according to the DC bias stresses. Since the fabrication process of DL TFTs was identical to that of the conventional amorphous Si (a-Si) TFTs, it creates no additional manufacturing cost. Moreover, the amorphous/microcrystalline Si DL could possibly improve stability and mass production efficiency. Although the field effect mobility of the typical DL TFTs is similar to that of a-Si TFTs, the DL TFTs had a higher reliability with respect to the direct current (DC) bias stresses.

격자형 이중저의 선체최적설계에 관한 연구 (A Study on the Optimum ship Design of Grillaged Double Bottom)

  • 박명규
    • 한국항해학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.68-101
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    • 1988
  • In spite of the widespread use of stiffend plates in ship structures, it is very difficult to analysis these directly. So, in conventional analysis of plate structures, above structures are used to be idealized as orthotropic plate or grillage structures. Lately, the development of large computers, it is able to apply the optimum techniques to structural design. In this paper, the double bottom structure of Bulk Carrier was idealized into flat grillage which is composed of intersecting beam stiffencers primarily loaded mormal to its surface. And strength analysis was carried out by using the finite element method based on displacement. And further, according to variation of floor space and double tobbon heightm, the optimum design was carrid out by using Hooke and Jeeves direct search method.

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